费米与第一座核反应堆(中)
首次证实原子核自持链式反应的历史,也像其他科学成就的历史一样,起源于人类最初对宇宙本性的哲学思索。在这一科学成就的背后,经历了无数艰苦的探索。
1939年1月16日,玻尔到美国普林斯顿高级研究所和在那里工作的爱因斯坦探讨铀裂变问题。然后,又和费米在华盛顿大学举行的一次理论物理学会议上交换了各自的研究心得。在这次交谈中,关于链式反应的概念开始成型。
3月,在哥伦比亚大学工作的费米、津恩、西拉德和安德森等人,进行试验以确定铀核裂变的所释放出的中子数目到底是几个:实验结果表明,铀核在裂变时能够释放多于两个的中子,因而铀原子核一个接一个分裂的链式反应应该是可以实现的。至此,在理论上能否实现核分裂链式反应的问题已经得到基本解决。由于纳粹德国也在沿着这一方向进行研究,聚集在美国的各国著名科学家们强烈地预感到,美国政府应该利用这一最新科研成果,开始研制一种威力强大的原子武器,而且必须赶在德国人前面。
现在,需要费米全力以赴的是建造一座能产生自持链式反应的原子核反应堆。
1941年7月,费米和津恩等人在哥伦比亚大学,开始着手进行石墨-铀点阵反应堆的研究,确定实际可以实现的设计方案。
12月6日,即日本偷袭珍珠港的前一天,罗斯福总统下令设置专门机构,以加强原子能的研究。此时,康普顿被授权全面领导这项工作,并决定把链式反应堆的研究集中到芝加哥大学进行。1942年初,哥伦比亚小组和普林斯顿小组都转移到芝加哥大学,挂上“冶金实验室”的招牌。这就是后来著名的国立阿贡实验室的前身。
在芝加哥大学的这个“冶金实验室”里,费米所领导的小组主要是设计建造反应堆。他们既有分工又有交叉,自觉地、有条不紊地进行着实验研究和工程设计工作。
在建造并试验了30个亚临界反应堆实验装置的基础上,最后才制订出建造真正反应堆装置的计划。
1942年11月,这个反应堆主体工程正式开工。由于机制石墨砖块、冲压氧化铀元件以及对仪器设备的制造很顺利,工程进展很快。费米的两个“修建队”,一个由津恩领导;另一个由安德森领导,几乎是昼夜不停地工作着。而由威尔森所领导的仪器设备组,也是日夜加班,紧密配合。
反应堆一天天朝着它的最终形象增长。为它工作的人们,神经紧张的程度也在增加。虽然从理论上说,他们明白:在这反应堆里,链式反应是可以控制的。但毕竟是第一次,是不是可控还得用实践来证明。
费米与第一座核反应堆(上)
费米与第一座核反应堆(下)
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